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新高一化学衔接课程
第12讲 钠及其化合物
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1.金属钠的性质及应用。
2.氧化钠和过氧化钠的性质及应用。
3.碳酸钠和碳酸氢钠。
4.侯氏制碱法。
一、金属钠的性质及应用
1.钠的原子结构及存在
(1)钠的原子结构
易失一个电子
Na
Na+
钠原子易失去最外层的一个电子,形成具有稳定电子层结构的钠离子。因此,金属钠具有强还原性。
(2)钠的存在
钠元素在自然界中以化合态存在,如氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等。
2.实验探究钠的性质
(1)钠与氧气的反应
实验1:用小刀切开金属钠。
实现现象:新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗。
实验结论:金属钠为银白色,质软,常温下易被O2氧化。
化学方程式:4Na+O2===2Na2O
实验2:在空气中加热钠
实验现象:钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体。
实验结论:金属钠熔点低,在空气中能与氧气剧烈反应。
化学方程式:2Na+O2====Na2O2
Na2O2:淡黄色固体,由Na+和O22-(过氧离子)离子组成,O元素显-1价。
△
(2)钠与水的反应
①操作:向盛有水(滴有酚酞)的小烧杯中投入一小块金属钠。
②实验记录
实验现象 结论或解释
钠浮在水面上 钠的密度比水小
钠熔化成小球 钠熔点低,反应放热
小球在水面上迅速游动 反应产生的氢气推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”声,逐渐变小,最后消失 钠与水剧烈反应,产生气体
反应后溶液的颜色逐渐变红 有碱性物质(氢氧化钠)生成
③实验结论:钠与水剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气。
化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
3.钠的性质
(1)钠的物理性质
银白色,有金属光泽的固体,质地柔软,熔点低(小于100 ℃),密度比水的小,但比煤油的大。
(2)钠的化学性质
钠是活泼的金属,在化学反应中易失去电子,表现出强还原性。
①与非金属单质(O2、Cl2等)反应:
4Na+O2===2Na2O 2Na+O2 ====Na2O2 2Na+Cl2====2NaCl
②与水反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
③与酸反应:2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
△
点燃
交流讨论
1.金属钠为什么要保存在煤油中?可以保存在汽油中吗?为什么?
金属钠与煤油不反应,密度比煤油大,煤油能隔绝空气和水。不能,汽油易挥发。
2.将一小块金属钠加入CuSO4溶液中,钠能将Cu置换出来吗?
金属钠先与水反应,不能将铜从溶液中置换出来。
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
4.钠的制备和用途
(1)制备:工业上电解熔融NaCl可以得到金属钠,
化学方程式为:2NaCl====2Na+Cl2↑。
(2)用途
①钠和钾的合金常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂。
②高压钠灯发出的黄光射程远,透雾能力强,常用作路灯。
③金属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。
如Na与TiCl4反应:TiCl4+4Na=========Ti+4NaCl。
通电
700~800℃
【即学即练1】实验室中,用镊子从煤油中取出一小块金属钠,然后用滤纸吸干表面的煤油,再用小刀切开观察。在这一实验过程中不能得出的钠的物理性质是( )
A.钠在常温下是固体 B.钠的熔点很低
C.钠具有银白色的金属光泽 D.金属钠很软
【即学即练2】金属钠分别与下列溶液反应时,既有气体放出又有白色沉淀生成的是( )
A.盐酸 B.氯化钠 C.氯化铜 D.氯化镁
B
D
二、氧化钠和过氧化钠的性质及应用
1.氧化钠的性质
氧化钠是一种白色的碱性氧化物,能与水、酸、酸性氧化物等发生反应。
写出下列反应的化学方程式:
①与水反应:Na2O+H2O===2NaOH
②与盐酸反应:Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
③与CO2反应:Na2O+CO2===Na2CO3
④与O2反应:2Na2O+O2===2Na2O2
△
2.过氧化钠的性质及应用
Na2O2是一种淡黄色固体,能与水反应生成NaOH和O2,与CO2反应生成碳酸钠和O2。
(1)与水反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。
(2)与二氧化碳反应:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
可用于呼吸面具或潜水艇中作为O2的来源。
(3)过氧化钠具有强氧化性,因此可以作为漂白剂。
交流讨论
(1)分别写出Na2O2与水、CO2反应的化学方程式,分析电子转移情况,并指出氧化剂和还原剂。
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
-1
-2
0
得到2×e-
失去2×e-
2Na2O